Na visoko{0}}potresnih območjih potresna odpornost električne opreme v transformatorskih postajah ter industrijskih in rudarskih prostorih za distribucijo električne energije služi kot zadnja obrambna linija za vzdrževanje oskrbe z električno energijo po nesreči. V primerjavi z gradbenimi konstrukcijami imajo stikalne omare visoko težišče, natančne notranje komponente in zapleteno postavitev kablov. Pod kombiniranimi vibracijami potresnih P-valov in S-valov so zelo dovzetni za okvare, kot so nagibanje omarice, strukturna deformacija, nenamerno delovanje stikala in zlomi zbiralke. V skladu z nacionalnimi standardi za seizmično načrtovanje mora oprema za jedro električne energije prestati preskuse vibracijske mize, ki simulirajo redek potres z magnitudo 9, da se zagotovi, da po potresu ostane pokončna, nepoškodovana in deluje. Med različnimi vrstami stikalnih naprav obstajajo pomembne razlike v strukturni togosti, načinih vgradnje in seizmični redundanci. Med njimi je24 kV stikalne napraveinzračno izolirane stikalne naprave (AIS)ki se običajno uporabljajo v električnih omrežjih ter industrijskih in rudarskih obratih, so glavna oprema, ki ima prednost pri testiranju, optimizaciji in nadgradnji na območjih z visokim-seizmičnim-tveganjem; njihova seizmična učinkovitost neposredno določa sposobnost distribucijskega sistema za-potres po potresu.
Številni-operaterji in vzdrževalno osebje na lokaciji imajo napačno prepričanje: verjamejo, da so težke stikalne naprave same po sebi odporne-na potres. Pravzaprav so običajne stikalne omare brez potresne ojačitve zelo dovzetne za resonančne okvare pod visoko-frekvenčnimi ponavljajočimi se vibracijami. Za preverjanje zanesljivosti opreme v ekstremnih pogojih industrija običajno uporablja preskusne mize za vibracije za simulacijo dejanskih seizmičnih valovnih oblik, ki posnemajo pospešek, frekvenčni pas in trajanje redkega potresa z magnitudo 9, s čimer celovito ocenijo strukturno celovitost, mehansko zmogljivost in električno stabilnost omarice. Ta članek združuje standardizirane protokole preskusa vibracij za primerjavo seizmične učinkovitosti različnihvrste stikalnih naprav, s poudarkom na analizi seizmičnih slabosti in rešitvah ojačitve za 24 kV stikalne naprave in zračno{1}}izolirane stikalne naprave (AIS).
1. Kako močan je redek potres z magnitudo 9? Glavni dejavniki tveganja za potresno okvaro stikalnih naprav
Redek potres z magnitudo 9 predstavlja ekstremne pogoje delovanja, ki presegajo projektna merila, pri čemer najvišji pospešek tal daleč presega običajne seizmične projektne standarde in frekvence tresljajev, ki segajo v območje naravne resonance stikalnih naprav. Pri opremi za distribucijo električne energije seizmična škoda ni en udarec, ampak niz nihanj in torzijskih tresljajev, ki trajajo več deset sekund, kar lahko zlahka sproži resonanco opreme in povzroči strukturne in električne poškodbe.
Z operativnega vidika lahko po{0}}popotresne okvare stikalnih naprav na splošno razvrstimo v tri vrste: prvič, deformacija okvirja omare, popuščanje sidrnih vijakov in prevrnitev omare, kar povzroči popoln odpis-opreme; drugič, nenamerno sprožitev notranjih odklopnikov in ločilnih stikal zaradi potresnega tresenja, kar povzroči izpade električne energije in kratke-napake v stiku; in tretjič, zrahljanje ali zlom zbiralk, izolatorjev in sekundarnega ožičenja, kar povzroči okvaro električnega tokokroga. Različne vrste stikalnih naprav imajo različne strukturne zasnove, zato se njihova tveganja za odpoved ustrezno razlikujejo.
Konvencionalenzračno izolirane stikalne naprave (AIS)ima odprto zasnovo ohišja z razmeroma lahkimi podpornimi strukturami in splošno nizko togostjo, zaradi česar je nagnjen k čezmernemu nihanju ohišja in zrahljanju komponent med tresljaji; Nasprotno, primarna srednja-napetost24 kV stikalne napravevsebuje številne notranje komponente, ima široke razpone vodil in ima visoko težišče, zaradi česar je zelo nagnjen k resonanci. Povzroča znatna tveganja, kot sta zlom izolatorja in premik zbiralke, zato je ključna točka seizmičnega testiranja v močnih-seizmičnih območjih.
2. Seizmična učinkovitost različnih stikalnih naprav: razlike v opremi pri testiranju vibracijske mize
V standardiziranih preskusnih pogojih vibracijske mize, ki simulirajo redek potres z magnitudo 9, so različne vrste stikalnih naprav pokazale različne stopnje delovanja. Strukturna togost, splošna stabilnost in seizmična redundanca so neposredno določale uspeh ali neuspeh preskusov, kar je zagotovilo jasno osnovo za izbiro opreme na območjih z visokim -potresnim- tveganjem.
Zračno{0}}izolirane stikalne naprave (AIS), ki temeljijo na zračni izolaciji in odprti postavitvi ohišja, imajo preprosto strukturo in sorazmerno majhno težo, kar povzroča znatno nihanje med potresnimi vibracijami. Oprema AIS, ki ni bila podvržena specializirani potresni ojačitvi, je nagnjena k težavam, kot so deformacija pločevine ohišja, zagozditve delovnih mehanizmov in zrahljanje zunanjih vodnikov med preskušanjem. Vendar pa je zaradi porazdeljenih strukturnih napetosti in odsotnosti togih, zaprtih predelkov, ki povzročajo natezne sile, njegovo potresno stabilnost mogoče znatno izboljšati-in osnovne zahteve za distribucijo moči za območja z visokim-potresnim-tveganjem so izpolnjene-če so izvedeni ustrezna ojačitev temeljev in omejitve-za omejevanje položaja.
Kot osnovna srednje{0}}napetostna oprema za industrijo in elektroenergetska omrežja ima 24 kV stikalna naprava običajno strukturo omare s koncentriranimi obremenitvami; vendar je njegovo skupno težišče razmeroma visoko in vsebuje gosto paleto natančnih notranjih komponent. Pod visoko{3}}frekvenčnimi vibracijami z magnitudo 9 so standardne omarice zelo nagnjene k resonanci, kar vodi do premika predala odklopnika, pokanja izolacijskih nosilcev pod obremenitvijo in zrahljanja sponk zbiralke. Zato mora kvalificirana 24 kV stikalna naprava vključevati posebne zasnove,-kot so strukturna ojačitev, optimizacija dušenja in mejna{8}}zaščita pred zaustavitvijo-, da uspešno prestane mejne preskuse vibracijske mize.
3. Uspešno opravljen seizmični preizkus 9-stopinj: osnovna konstrukcijska logika za mehanizmom "Weeble-Wobble" stikalne naprave
Stikalne naprave, ki lahko prenesejo 9-stopinjski redki{3}}preizkus potresne mize, niso odvisne od lastne teže, da bi vzdržale pritisk. Namesto tega uporablja sistematičen pristop k seizmičnemu načrtovanju-, ki vključuje "strukturno ojačitev, izogibanje resonanci, zaklepanje meje in disperzijo napetosti" – za zagotavljanje različnihvrste stikalnih napravs seizmičnimi zmožnostmi samo{0}}zdravljenja in stabilnosti, ki resnično zagotavljajo, da se oprema med potresom "ne prevrne, ne zruši in ne pokvari".
Prvič, izboljšana togost celotnega okvirja za okrepitev strukturne podlage
Za odpravo slabosti24 kV stikalne naprave-namreč, visoko težišče in dovzetnost za resonanco-je uporabljen v celoti-varjen okvir z ojačevalnimi rebri. To poveča splošno togost ohišja in zmanjša amplitudo deformacij-povzročenih z vibracijami. Debelejše osnovne povezovalne plošče in struktura pritrditve z dvojnimi-sorniki preprečujejo zdrs in zrahljanje podnožja med potresnimi dogodki, s čimer se odpravi nevarnost nagibanja ali prevračanja ohišja pri izvoru.
Drugič, namenska zasnova za-stop zaklepanja preprečuje premik komponent
Seizmične omejitve-naprave so nameščene na premičnih komponentah, kot so izvlečne enote odklopnikov, ločilna stikala in sekundarni terminali, da omejijo odstopanja premika, ki jih povzročajo potresne vibracije. Posebej obravnava ohlapnost, ki je značilna za odprto strukturozračno izolirane stikalne naprave (AIS),dodani so mehanski omejevalniki in zapahi proti-zrahljanju, ki preprečujejo, da bi se delovni mehanizmi in zunanje komponente premaknili, zagozdili ali ločili zaradi seizmičnega tresenja.
Tretjič, optimizacija resonančne frekvence, da se izognemo območju seizmičnih vibracij
S prilagajanjem strukturnih protiuteži in dušilnih modulov se naravna frekvenca tresljajev ohišja spremeni tako, da se resonančno območje različnih tipov stikalnih naprav izogne visoko-frekvenčnemu pasu tresljajev, ki je povezan s potresom z magnitudo 9. To preprečuje resonančno-pojačano deformacijo in bistveno zmanjša potresno škodo na konstrukcijski in električni zmogljivosti opreme.
Četrtič, optimizacija fleksibilnosti električnih povezav, da vzdrži napetost-povzročeno deformacijo
Fleksibilne povezovalne strukture so sprejete za zbiralke in sekundarno ožičenje, kar omogoča deformacije-povzročene z vibracijami. To preprečuje manjše deformacije ohišja zaradi vlečenja kablov in sponk, s čimer se odpravljajo sekundarne napake, kot so po-popotresne prekinitve žic, kratki stiki in poškodbe izolacije, ter zagotavlja nadaljnja celovitost in delovanje električnih tokokrogov v 24 kV stikalnih napravah in stikalnih napravah z zračno-izolacijo (AIS) po potresu.
4. Vrednost testiranja: Potresna odpornost ni trik-Je varnostna osnova za distribucijo električne energije na območjih z-potresnim-tveganjem
Redek potres z magnitudo 9 predstavlja nizko-verjetnost, visoko-tveganje ekstremnega scenarija. Osrednji pomen testiranja tresljajne mize je v simulaciji ekstremnih scenarijev nesreče za preverjanje-tolerance napak in razpoložljivosti stikalnih naprav po-nesreči. Pri elektroenergetskih sistemih na območjih z-potresnim-tveganjem ni treba, da oprema za distribucijo električne energije izstopi iz potresa "nepoškodovana", vendar mora "ostati stati, preprečiti kolaps in biti sposobna hitro obnoviti napajanje."
Popolnoma potresno{0}}optimizirana stikalna naprava 24 kV lahko ohrani stabilnost glavne napajalne infrastrukture tudi v ekstremnih potresnih pogojih; okrepljene in nadgrajene zračno{2}}izolirane stikalne naprave (AIS) lahko učinkovito preprečijo odklop komponent in mehanske okvare ter zagotovijo normalno delovanje razvejnih tokokrogov. Standardizirane potresne nadgradnje za različnevrste stikalnih napravvzpostaviti več{0}}sistem večplastne potresne zaščite za omrežja za distribucijo električne energije na območjih z visokim-potresnim-tveganjem, zagotavljanje osnovne podpore za hitro obnovo omrežja po-po katastrofi in vzdrževanje oskrbe z električno energijo za stanovanjske in industrijske potrebe.
Zaključek
Resnično zanesljive stikalne naprave ne samo gladko obvladajo rutinskih delovnih pogojev, temveč tudi vzdržijo ekstremne preizkuse naravnih nesreč. Redki test potresne mize z magnitudo 9 razkrije resnično potresno odpornost opreme za distribucijo električne energije. Od osrednjih 24 kV stikalnih naprav do stikalnih naprav z zračno-izolacijo (AIS), ki so primerne za širok spekter uporabe, morajo biti vse vrste stikalnih naprav podvržene strogemu seizmičnemu testiranju, da se lahko uporabijo v seizmičnih območjih visoke-intenzivnosti. S strukturno optimizacijo, mejno zaščito, izogibanjem resonanci in prilagodljivim prilagajanjem je električna oprema zasnovana tako, da ima odpornost "roly-poly igrače", kar zagotavlja, da vsaka stikalna enota postane trden branik za potresno odpornost električnega omrežja in varnost oskrbe.
O nas
Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd., ustanovljen leta 2018, temelji na 17-letnem strokovnem znanju kolektivne industrije. Kot proizvajalec s certifikatom ISO 9001:2015-smo specializirani za inteligentne stikalne sisteme ter oljne-in suhe razdelilne transformatorje. Naši izdelki dosežejo stranke v Evropi, na Bližnjem vzhodu, v Južni Ameriki, jugovzhodni Aziji in Afriki.
Z več kot 40 patenti, ki jih ima naša skupina za raziskave in razvoj, napredujemo od tradicionalnega proizvajalca do tehnološko-ponudnika pametnih energetskih rešitev. Digitalna proizvodnja in-sistemi za spremljanje v realnem času zagotavljajo, da naša oprema zagotavlja stalno varnost, učinkovitost in zanesljivost.